Kryokonservierung: menschliches Gehirngewebe überlebt nach 18-monatiger Gefrierlagerung!

Wissenschaftler der Fudan-Universität in Shanghai haben einen bedeutenden Fortschritt im Bereich der Kryokonservierung erzielt, indem es ihnen gelungen ist, menschliches Gehirngewebe nach einer 18-monatigen Kryokonservierung funktionsfähig zu erhalten. Diese Entdeckung eröffnet neue Perspektiven für die biomedizinische Forschung.


Die Kultivierung von Organoiden, diesen Zellansammlungen, die Hirnerkrankungen nachbilden, ist ein wesentlicher Prozess in der Biomedizin. Diese Organoide ermöglichen es, die Mechanismen von Krankheiten zu untersuchen und Medikamente zu entwickeln. Allerdings sind ihre Kultivierung und Erhaltung teuer und komplex. Die traditionelle Kryokonservierung von Gehirngewebe führt bei der Auftauung zu Schäden, was ihre Nützlichkeit für die Forschung einschränkt.

Kryokonservierungstechnologien sind bereits effektiv bei der Konservierung von Stammzellen, Keimzellen und Embryonen. Beispielsweise kann gefrorenes Rindersperma erfolgreich für die In-vitro-Fertilisation verwendet werden. Die Kryokonservierung von Hirnorganoiden hingegen, aufgrund ihrer Komplexität, bleibt eine Herausforderung, die bisher noch nicht gelöst wurde. Die für andere Zelltypen verwendeten Methoden sind für Gehirngewebe nicht geeignet.

Um diese Hindernisse zu überwinden, hat das Team um Zhicheng Shao eine neue Technik entwickelt, die einen chemischen Cocktail namens MEDY verwendet. Dieser Cocktail enthält Methylcellulose, Ethylenglykol, Dimethylsulfoxid (DMSO) und Y-27632. Die Organoide werden vor dem Einfrieren in flüssigem Stickstoff in diese Lösung getaucht. Mit dieser Methode konnte funktionsfähiges Gehirngewebe auch nach Auftauen, selbst nach 18 Monaten, erhalten werden.

Die Forscher testeten verschiedene chemische Kombinationen, um diejenige zu finden, die die morphologische Integrität der Organoide erhält und den Verlust neuronaler Zellen reduziert. Die aus menschlichen embryonalen Stammzellen kultivierten Organoide wurden schnell kryokonserviert und langsam aufgetaut, um Schäden zu vermeiden. Der MEDY-Cocktail erwies sich als wirksam, sodass die Organoide ihre Funktionen wiederaufnahmen und über einen Zeitraum von 150 Tagen weiter wuchsen.

Die Studie bewertete auch die Wirksamkeit von MEDY bei verschiedenen Organoidtypen und bei aus epileptischen Patienten gewonnenen Organoiden. Nach der Kryokonservierung behielten die Organoide ihre pathologischen Merkmale und synaptischen Funktionen. Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass diese Technik auf größere Hirngewebeproben angewendet werden könnte, was neue Möglichkeiten für die biomedizinische Forschung eröffnet.

Die Forscher schließen daraus, dass MEDY es ermöglichen wird, verschiedene neuronale Organoide und lebendes Gehirngewebe zuverlässig und in großem Maßstab zu lagern, wodurch die Forschung und Entwicklung von Medikamenten erleichtert wird. Dieser Fortschritt könnte die Art und Weise, wie neurodegenerative Krankheiten untersucht und behandelt werden, grundlegend verändern.